[發明專利]表面電位分布測量裝置

有效

• 申請號: 201380074773.8
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN105102997B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 古川真陽;坪井雄一;吉滿哲夫;熊田亞紀子;日高邦彥;池田久利
• 申請（專利權）人: 東芝三菱電機產業系統株式會社;國立大學法人 東京大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 宋俊寅

本發明提供一種表面電位分布測量裝置(70)，其包括：激光光源(13)、具有錐面的泡克耳斯晶體(11)、反射鏡、對經反射鏡反射后的激光的光強進行檢測的光檢測器(16)、對泡克耳斯晶體(11)進行保持并移動的保持搭載部(30)、電壓校正數據庫、以及將與測試時輸出電壓相對應的輸入電壓確定為電場弛豫系統(3)的表面電位的運算部。泡克耳斯晶體(11)形成為橫截面的大小沿著軸方向發生變化，保持搭載部(30)具有：保護泡克耳斯晶體(11)的結構的保護部(31)、為了測量電場弛豫系統(3)的表面電位而使泡克耳斯晶體(11)移動的移動部(35)、(36)、以及控制這些部件的驅動控制部(37)。

技術領域

本發明涉及用于對旋轉電機的電場弛豫系統的表面電位分布進行測量的表面電位分布測量裝置。

背景技術

利用逆變器來驅動旋轉電機的逆變器驅動旋轉電機系統已得到開發并已普及。在該逆變器驅動旋轉電機系統中，逆變器通過開關動作將直流電壓轉換為脈沖電壓，并將該脈沖電壓經由電纜提供給旋轉電機。旋轉電機利用該脈沖電壓進行驅動。

以往，在高壓旋轉電機中，特別是為了防止在定子線圈的鐵芯端部附近發生局部放電或者發熱，多有在定子鐵芯端部附近的線圈表面設置電場弛豫系統的例子，該電場弛豫系統由從定子鐵心插槽內導出的低電阻層和與該低電阻層局部重疊而形成的電場弛豫層組合而成。

另一方面，在逆變器驅動旋轉電機系統中，逆變器、電纜與旋轉電機之間的阻抗不匹配會導致反射波的產生。該反射波會重疊在脈沖電壓上，從而在電纜與旋轉電機之間的部分、尤其是電纜與旋轉電機之間的連接部有可能會產生高壓噪聲、即所謂的逆變器浪涌。

當這些包含有逆變器浪涌的脈沖電壓(以下稱之為逆變器脈沖電壓)反復產生時，上述鐵芯端部的定子線圈(以下稱之為定子線圈端)上因在商用頻率下運轉時所產生的局部放電和發熱會加劇，在電場弛豫系統上，也會發生影響可靠性的局部放電和發熱，最終可能會導致定子鐵心的可靠性顯著下降。

上述局部放電和發熱的產生取決于電場弛豫系統的表面電位(參照非專利文獻1)。因此，強烈地希望有準確地測量假設產生了逆變器脈沖電壓的電場弛豫系統的表面電位的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2011－22007號公報

非專利文獻

非專利文獻1：熊田亞紀子、千葉政邦、日高邦彥“使用泡克耳斯效應在負極性沿面放電進行時的電位分布直接測定”電氣學會論文集AVol.118-ANo.6pp.723-728(1998-6)

非專利文獻2：Hirokazu Matsumoto,Shigeyasu Matsuoka,Akiko Kumada,Kunihiko Hidaka,Oscillatory Waveform Caused by Piezoelectric Vibration ofPockels Crystal and its Effective Suppression,IEEJ TRANSACTIONS ONELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING,6:1-6(2011)

發明內容

發明所要解決的技術問題

測量表面電位時，通常使用表面電位計。例如專利文獻1所記載的技術中，用探針接觸或接近電場弛豫系統，利用由表面電位計測量得到的表面電位來計算出非線性電阻。

但是，逆變器脈沖電壓具有kHz量級以上的高頻分量。這種情況下，表面電位計無法跟蹤上述高頻分量，從而無法測量出假設產生了逆變器脈沖電壓的電場弛豫系統的表面電位。